3.3 牛顿第三定律（教学课件）物理人教版必修第一册

人教版必修第一册 第三章 相互作用—力 3. 牛顿第三定律 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道作用力与反作用力等大反向共线，认识相互作用是物体间普遍的作用形式。 02 科学思维 区分相互作用力与平衡力，能用牛顿第三定律分析生活中的相互作用问题。 03 科学探究 通过实验探究作用力与反作用力的关系，收集证据，归纳得出规律。 04 科学态度与责任 体会物理规律的普适性，能用相互作用规律解释现象，联系生产应用。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 理解牛顿第三定律内容，知道作用力、反作用力特点 2. 运用牛顿第三定律解释生活中的相互作用现象 1. 准确区分作用力反作用力与一对平衡力 2. 在复杂情境中辨析相互作用力，完成受力分析 课堂引入 大力士在比赛中，能够将几吨重的卡车拉动，那么大力士给卡车的拉力和卡车给大力士的拉力哪个更大？ 知识点1 作用力和反作用力 探索新知——思考与讨论 利用臂力器锻炼时，给臂力器施加力的同时，手也会受到臂力器施加的力；掰手腕时，都感觉到对方给彼此施加了力。这些说明了什么？你还能举出哪些类似的实例。 1.两个物体之间的作用总是相互的。 3.物体间相互作用的这一对力，通常叫做作用力和反作用力。 2.一个物体对另一个物体施加了力，后一物体一定同时对前一物体也施加了力，即同时存在着施力物体和受力物体。 观察和实验表明： 探索新知——作用力与反作用力 【例1】如图所示，用手挤压放在桌面上的气球。下列说法正确的是（     ） A．气球发生形变，手不发生形变 B．气球和手同时发生形变 C．气球对手的力是弹力，手对气球的力是重力 D．手对气球的力大于气球对手的力 典例解析 B 典例解析 【答案】B 【详解】AB．用手压气球，气球形变的同时，人的手也会发生弹性形变，故A错误，B正确； CD．力的作用是相互的，手对气球有弹力作用，气球对手同样有弹力作用，它们是一对相互作用力，它们同时产生，大小相等，方向相反，故CD错误。 故选B。 知识点2 牛顿第三定律 用弹簧测力计探究作用力和反作用力的关系 用图3.3-3装置实验：连接A、B两个弹簧测力计，固定B一端，拉A，两测力计指针同时移动，B受A的拉力F，A受B的拉力F'，F与F'有什么关系? 探索新知——实验探究 探索新知——实验探究 探索新知——实验探究 1.内容：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。这就是牛顿第三定律。 探索新知——牛顿第三定律 2.表达式：F＝－F′。 负号表示作用力与反作用力方向相反 探索新知——牛顿第三定律 3.正确理解牛顿第三定律中“总是”的含义 (1)不管物体的大小、形状如何，任意两物体间作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。 (2)不管物体的运动状态如何，静止的物体之间，运动的物体之间，静止与运动的物体之间，其作用力和反作用力总是大小相等、方向相反。 (3)作用力和反作用力的产生和消失总是同时的。　　 4.牛顿第三定律的应用 探索新知——牛顿第三定律 【例2】跳水是一项优美的水上运动。如图所示为一位女运动员在3米跳板项目中的起跳动作，设她对跳板的压力为，跳板对她的支持力为，则（    ）  A．跳板受到压力，是因为跳板发生了形变 B．和是同时产生的 C．和的合力为零 D．运动员能跳得高的原因之一是大于 典例解析 B 典例解析 【答案】B 【详解】A．压力的施力物体是运动员，是运动员的脚发生形变，要恢复原状而对跳板产生的弹力，不是跳板形变产生的，故A错误； B．运动员对跳板的压力和跳板对她的支持力，是一对作用力与反作用力。作用力与反作用力的特点是：同时产生、同时消失、同时变化，大小相等、方向相反，作用在两个不同物体上，故B正确； C．合力为零的条件是两个力作用在同一物体上。作用在跳板上，作用在运动员身上，不是同一物体，不能求合力，故C错误； D．根据牛顿第三定律，和大小始终相等。运动员跳得高，是因为跳板的支持力大于自身重力，合力向上，获得了向上的加速度，故D错误。 故选B。 【例3】如图，高山滑雪比赛中，运动员与旗门杆发生碰撞。碰撞过程中，运动员对杆的作用力为，杆对运动员的作用力为，则（　　） A．的大小比的大 B．的大小比的小 C．与是一对平衡力 D．与是一对作用力与反作用力 典例解析 D 典例解析 【答案】D 【详解】由题可知，运动员对杆的作用力和杆对运动员的作用力，是一对作用力与反作用力，根据牛顿第三定律可知，二者大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 故选D。 知识点3 物体受力的初步分析 探索新知——受力分析 1.受力分析的方法和步骤 (1)防止“多力”：对每个力都要找出其施力物体，若某个力找不到施力物体则说明该力不存在。 (2)防止“漏力”：按正确的顺序(即重力→弹力→摩擦力→其他力)进行受力分析是保证不“漏力”的有效措施。　　 探索新知——受力分析 2.受力分析中如何防止“多力”或“漏力” 【例4】如图所示，物体静止在斜面上，下列说法正确的是（     ） A．物体受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用 B．物体受到重力、支持力两个力的作用 C．物体受到的支持力与重力是一对平衡力 D．物体受到的摩擦力与重力是一对平衡力 典例解析 A 典例解析 【答案】A 【详解】AB．对物体进行受力分析，根据平衡条件可知，物体受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用，故A正确，B错误； CD．根据平衡条件可知，物体受到的支持力、摩擦力的合力与重力大小相等，方向相反，所以物体受到的支持力、摩擦力的合力与重力是一对平衡力，故CD错误。 故选A。 探索新知——思考与讨论 (1)一对大小相等、方向相反，作用在同一条直线上的力，是否一定是一对作用力和反作用力？ F G F F’ (2)如右图所示，F与G是一对平衡力，F与F’是一对相互作用力，你认为二者有哪些区别？ 探索新知——一对平衡力与一对作用力比较 　内容 比较　　 一对作用力和反作用力 一对平衡力 不同点 作用对象 两个相互作用的物体 同一物体 依赖关系 相互依存，不可单独存在，同时产生，同时变化，同时消失 无依赖关系，撤除一个，另一个依然可存在 作用效果 两力作用效果不可叠加，不可求合力 两力作用效果可相互抵消，合力为零 力的性质 同性质的力 无要求 相同点 大小相等、方向相反、作用在同一条直线上 【例5】如图所示是一种有趣好玩的感应飞行器的示意图，主要是通过手控感应飞行，它的底部设置了感应器装置。只需要将手置于离飞行器底部一定距离处，就可以使飞行器静止悬浮在空中，操作十分方便。下列说法正确的是（　　） A．空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力 B．手对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力 C．空气对飞行器的作用力和空气对手的作用力是一对作用力和反作用力 D．因为空气会流动，所以螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的作用力大小不相等 典例解析 A 典例解析 【答案】A 【详解】AB．手与飞行器没有接触，手对飞行器没有作用力，空气对飞行器的作用力与飞行器所受的重力是一对平衡力，故A正确，B错误； C．空气对飞行器的作用力和飞行器对空气的作用力是一对作用力和反作用力，故C错误； D．由牛顿第三定律可知，螺旋桨对空气的作用力和空气对螺旋桨的作用力大小相等，故D错误。 故选A。 课堂小结 牛顿第三定律 内容 牛顿第三定律 特征 一对平衡力与作用力 两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。 等值、反向、共线 性质 异体性、同时性、相互性、同质性 相同 区别 等值反向共线 作用对象、作用效果、力的性质、作用时间不同 课堂小结 课堂练习 1．在田径跳远中运动员全力起跳，最终双脚陷入松软的沙坑，关于双脚陷入沙坑的过程中，下列说法正确的是（　　） A．脚对沙坑的作用力大于沙坑对脚的作用力 B．脚对沙坑的作用力等于沙坑对脚的作用力 C．脚对沙坑的作用力小于沙坑对脚的作用力 D．运动员有加速度，无法比较两力的大小 课堂练习 B 课堂练习 【答案】B 【详解】脚对沙坑的作用力与沙坑对脚的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律：相互作用力的大小始终相等，与物体的运动状态无关，因此两力大小相等。 故选B。 2．如图所示，一辆货车静止在水平地面上，关于货车的受力情况，下列说法正确的是（     ） A．货车所受的重力和货车对地面的压力是一对平衡力 B．货车所受的重力和货车对地面的压力是一对相互作用力 C．货车对地面的压力和地面对货车的支持力是一对平衡力 D．货车对地面的压力和地面对货车的支持力是一对相互作用力 课堂练习 D 课堂练习 【答案】D 【详解】A．平衡力作用在同一物体上，货车所受的重力作用在货车上，货车对地面的压力作用在地面上，受力物体不同，不是平衡力,A错误； B．相互作用力发生在两个物体之间且性质相同，重力是地球对货车的吸引力，压力是货车对地面的弹力，性质不同，不是相互作用力，B错误； C．平衡力作用在同一物体上，货车对地面的压力作用在地面上，地面对货车的支持力作用在货车上，受力物体不同，不是平衡力，C错误； D．货车对地面的压力和地面对货车的支持力是货车与地面之间的相互作用，分别作用在地面和货车上，大小相等、方向相反，是一对相互作用力,D正确。 故选D。 3．如图所示，一只猴子在树上攀援玩耍，一会向上减速攀援，一会静止在树上，一会又向上加速攀援，下列说法正确的是（     ） A．当猴子静止在树上时，树对猴子的作用力和猴子对树的作用力的方向相同 B．当猴子向上加速攀援时，树对猴子的作用力大于猴子对树的作用力大小 C．当猴子向上减速攀援时，树对猴子的作用力等于猴子对树的作用力大小 D．当猴子静止在树上时，树对猴子的作用力与猴子对树的作用力不在同一直线上 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】树对猴子的作用力和猴子对树的作用力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，作用在一条直线上。 故选C。 4．如图所示，图甲是两只与计算机相连的力传感器，其中一只系在墙上，另一只握在手中用力拉紧，图乙是计算机显示屏上显示的两只传感器的受力情况。对此某同学做出判断正确的是（　　） A．这两个力大小不等 B．这两个力作用在同一个物体上，是一对平衡力 C．这两个力是一对作用力与反作用力 D．因为先产生了其中一个力，所以后来才有另一个力 课堂练习 C 课堂练习 【答案】C 【详解】A．由图可知，这两个力大小总相等，A错误； BC．这两个力作用在两个物体上，是一对相互作用力，即这两个力是一对作用力与反作用力，B错误，C正确； D．两个力同时产生，同时消失，D错误。 故选C。 课堂练习 C 5．如图所示，在水平力F作用下，A、B均静止。若A与B的接触面是水平的，则以下说法正确的是（     ） A．A可能受3个力 B．A一定受3个力 C．B可能受4个力 D．B一定受5个力 课堂练习 【答案】C 【详解】AB．A受重力、B对A的支持力和摩擦力以及力F共4个力作用，AB错误； CD．对AB整体分析可知，整体受重力、力F、斜面的支持力，斜面对B可能存在摩擦力，也可能无摩擦力；对B分析可知，B受重力，斜面的支持力、A对B的摩擦力和压力，可能受斜面对B的摩擦力，则B可能受4个力，也可能受5个力，C正确，D错误。 故选C。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.12.100 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) $